随着老龄化社会的不断加剧，年龄相关性疾病的发生率也在不断升高，但目前针对衰老的治疗策略仍比较匮乏。细胞衰老（cell senescence）是引起组织、器官衰老的重要原因。而骨关节炎（OA）作为一种常见的老年性疾病，衰老软骨细胞的积累是其重要特征，并驱动其发病和进展。衰老细胞表现出明显的特征，包括线粒体功能障碍和活性氧（ROS）的过度积累和释放，这两者高度相关。软骨细胞由于各种原因引起衰老后会将过量的ROS释放至胞外，并引起正常的软骨细胞衰老，最终导致衰老细胞增加的恶性循环。
近日，重庆医科大学附属第一医院骨科实验室黄伟教授团队在J Nanobiotechnology 杂志上发表题为“Microvesicles-hydrogel breaks the cycle of cellular senescence by improving mitochondrial function to treat osteoarthritis”的研究论文（2023 Nov 15;21(1):429），介绍了搭载微囊泡的水凝胶对骨关节炎的治疗效果。
这项研究通过构建基于苯硼酸修饰的丝素蛋白（SF）和聚乙烯醇（PVA）的ROS响应性水凝胶搭载微囊泡（MVs）。通过基于IFN-γ，生物预刺激干细胞从而获得异质性低，且抗细胞衰老作用更强的微囊泡（iMVs）。并通过水凝胶最为载体，延长其半衰期并提高治疗作用。
具有ROS响应性动态键的水凝，一方面赋予了材料自愈合的性能，避免了在关节剪切运动下被过度碎裂。并且通过响应ROS这一细胞衰老关键介质，在ROS浓度更高的地方释更多的微囊泡，以达到智能释放，打破软骨细胞衰老恶性循环的作用。
并且，研究者进一步探索了iMVs改善软骨细胞衰老的机制。通过体内外实验发现，载iMVs的ROS响应性水凝胶，可以促进软骨细胞线粒体的融合，抑制其过度分裂和碎片化。保证了线粒体的正常功能，从而减少ROS的过量累积，且IFN-γ预刺激后的iMVs其治疗能力优于MVs。
综上所述，该研究为改善软骨细胞衰老，以及OA等衰老性疾病提出了新的治疗策略与新靶点。该项目获得了国家自然科学基金重点项目等基金支持。重庆医科大学附属第一医院为第一单位。
参考文献：
Microvesicles-hydrogel breaks the cycle of cellular senescence by improving mitochondrial function to treat osteoarthritis, J Nanobiotechnology. 2023 Nov 15;21(1):429. doi: 10.1186/s12951-023-02211-8.
外泌体资讯网 J Nanobiotechnology|重庆医科大学附一院黄伟:搭载微囊泡水凝胶打破细胞衰老的恶性循环改善线粒体功能治疗骨关节炎
